现代编译器是否优化乘法 1 和 -1答案

【问题标题】：Do modern compilers optimize multiplication by 1 and -1现代编译器是否优化乘法 1 和 -1
【发布时间】：2014-04-12 08:15:46
【问题描述】：

如果我写

template<int sign>
inline int add_sign(int x) {
    return sign * x;
}

template int add_sign<-1>(int x);
template int add_sign<1>(int x);

大多数 C++ 编译器是否足够聪明，可以将乘法 1 或 -1 优化为更快的运算（无运算或取反）？

【问题讨论】：

为什么不检查编译器的汇编输出？很可能会回答您的问题。
我不知道怎么做。我该怎么做？
第一步是搜索“[你的编译器]生成程序集”
Yes.
定义“现代”。第一个 Fortran 编译器是在 1957 年这样做的。

标签： c++ templates compiler-construction compiler-optimization sign

【解决方案1】：

对于g++，使用g++ -S Foo.cc查看汇编，判断模板是否优化。对于clang，请查看this question。对于 Visual Studio，请查看 this question。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的。这是称为算术局部优化的一类简单优化的一部分。例如1 * x可以静态简化为x，同样-1 * x可以简化为-x。生产编译器都执行此操作，以及更复杂的优化。

【讨论】：

【解决方案3】：

虽然在这种情况下编译器会为您进行优化，但在更复杂的情况下，可能需要为不同的模板参数编写不同的优化代码变体。因此，您可以使用模板专业化来做到这一点：

template<int sign>
inline int add_sign(int x);

template<>
inline int add_sign<-1>(int x) {
    return -x;
}

template<>
inline int add_sign<1>(int x) {
    return x;
}

使用这种完全专业化的功能，您无需为其编写显式实例化。

【讨论】：